サンプリング技術がアイスランドの組織学アンドソルの土壌細孔水炭素測定に及ぼす影響

アイスランド西部からのヒキシックアンドソールからの土壌細孔水中の炭素は、3つの異なるスケールで研究されました。現場では、邪魔されない屋外メソコスムと実験室で再梱包されたマイクロコスム。孔水は、吸引カップライシメーターと中空繊維チューブサンプラーデバイス（Rhizonサンプラー）を使用して抽出されました。すべての測定変数に有意差がありました。溶解した無機炭素（DIC）、溶解した有機炭素（DOC）、および実験のスケール間のpH値がありました。土壌溶液とpHの気体構成要素は、スケールの変化と使用されるサンプリングデバイスのタイプの影響を受けやすくなりました。溶解した無機炭素濃度は、磁場とメソコスム溶液の間で有意な差はありませんでしたが、MESOCOSMS溶液と比較してマイクロコスムでは最大14倍低くなりました。Rhizon Samplersは、多孔質カップライシメートルのDIC濃度が最大4.7倍高いソリューションを生成しました。メソコスム表面水平濃度は、それぞれフィールドおよびマイクロコスムの20および2倍でした。深さ50 cmを超えるサンプリング方法（Rhizonサンプラーよりも吸引カップで最大8倍高い）間にDOC濃度に違いがありました。土壌溶液のpH値は、それぞれ80 cmの深さまで、それぞれフィールドとメソコスムとメソコスムとミクロコスムの間で違いはありませんでした。サンプリングデバイスの性質により、フィールドとマイクロコスムの直接的な比較は不可能でした。Rhizonサンプラーでサンプリングされた土壌溶液は、吸引カップでサンプリングされたものよりも低いpH値（最大1.3 pHユニット）を生成しました。磁場条件下での土壌表面での年間縛られた有機炭素の20％は、DOCの浸出と、妨害された非菜食微小コスムのDICへの分解によって失われました。この割合は、土壌に炭素を輸入する際の地表植生の重要性を強調する邪魔されていない植生中のメソコスムで38％に増加しました。栄養素の流入の増加は、成長と光合成を増加させますが、表面近くの地平線の炭素隔離を減少させます。長期的な人為的変化のペロゲン症の変化を考慮したフィールド研究には、かなりの実験期間が必要ですが、この研究のように、より迅速な実験を微小および中cosmに自信を持って実施できます。

The carbon in soil pore water from a Histic Andosol from Western Iceland was studied at three different scales; in the field, in undisturbed outdoor mesocosms and in laboratory repacked microcosms. Pore water was extracted using suction cup lysimeters and hollow-fibre tube sampler devices (Rhizon samplers). There were significant differences in all measured variables, dissolved inorganic carbon (DIC), dissolved organic carbon (DOC) and pH values between the scales of the experiment. Gaseous constituents of soil solution and pH were more susceptible to changes in scale and the type of sampling devices used. Dissolved inorganic carbon concentrations did not differ significantly between field and mesocosm solutions but where up to 14 times lower in microcosms compared to mesocosms solutions. Rhizon samplers yielded solutions with up to 4.7 times higher DIC concentrations than porous cup lysimeters. Mesocosm surface horizon DOC concentrations were 20 and 2 times higher than in field and microcosms respectively. There was difference in DOC concentration between sampling methods (up to 8 times higher in suction cups than rhizon samplers) above 50 cm depth. Soil solution pH values did not differ between field and mesocosms and mesocosms and microcosms respectively down to 80 cm depth. Direct comparison between field and microcosms was not possible due to the nature of sampling devices. Soil solutions sampled with Rhizon samplers yielded lower pH values (up to 1.3 pH units) than those sampled with suction cups. Twenty percent of annually bound organic carbon at the soils surface under field conditions was lost by leaching of DOC and through decomposition to DIC in disturbed non-vegetated microcosms. This percentage increased to 38% in undisturbed vegetated mesocosms highlighting the importance of surface vegetation in importing carbon to soils. Increased influx of nutrients will increase growth and photosynthesis but decrease carbon sequestration in near surface horizons. Although field studies considering long-term anthropogenic changes in pedogenesis require considerable experimental duration, more rapid experiments can be conducted with confidence in micro- and mesocosms as in this research.